(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却器に付着した霜を融解する除霜運転の省エネルギー化を図ることができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】圧縮機５６と、凝縮器５８と、冷蔵用絞り機構６２と、冷蔵用絞り機構６２に接続され冷蔵空間２０を冷却する冷蔵用冷却器５２と、冷凍用絞り機構６４と、冷凍用絞り機構６４に接続され冷凍空間４０を冷却する冷凍用冷却器５３と、冷蔵用冷却器５２及び冷凍用冷却器５３へ冷媒を切り換えて流す切替弁６０とを備えた冷蔵庫１０において、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に圧縮機５６から吐出された冷媒を、冷凍用冷却器５３、冷凍用絞り機構６４、切替弁６０、冷蔵用絞り機構６２、及び冷蔵用冷却器５２に順次流す切替機構７０を設けること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、前記冷蔵用絞り機構に接続され冷蔵貯蔵室を冷却する冷蔵用冷却器と、冷凍用絞り機構と、前記冷凍用絞り機構に接続され冷凍貯蔵室を冷却する冷凍用冷却器と、前記凝縮器から流出した冷媒を前記冷蔵用絞り機構を介して前記冷蔵用冷却器と前記冷凍用絞り機構を介して前記冷凍用冷却器とに切り換えて流す切替弁とを備えた冷蔵庫において、
前記冷凍用冷却器の除霜運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記冷凍用冷却器、前記冷凍用絞り機構、前記切替弁、前記冷蔵用絞り機構、及び前記冷蔵用冷却器に順次流す切替機構を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記切替弁は、前記冷凍用冷却器の除霜運転時に前記冷凍用絞り機構から流出した冷媒を前記凝縮器と前記冷蔵用冷却器とに切り換えて流すことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記切替弁は、前記冷凍用冷却器の除霜運転時に前記冷凍用絞り機構から流出した冷媒を前記凝縮器と前記冷蔵用冷却器とに分流することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記切替弁は、前記凝縮器及び前記冷蔵用冷却器に流す冷媒流量を調整する流量絞り機能を有する三方弁であることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫では、冷却運転を継続すると冷却器に霜が付着して冷却効率が低下することから、予め設定されたタイミングで、冷却器に配設したヒータを通電したり、あるいは、冷蔵庫に設けられた冷凍サイクルが備える圧縮機から吐出された高温の冷媒を冷却器に導入したりして、冷却器に付着した霜を融解する除霜運転が行われる（例えば、下記特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−１０９３４２号
【特許文献２】特開平１０−３００３２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境への関心の高まりにつれ、冷蔵庫に対する省エネルギー性能向上の要請が強く、かかる要請に応えるべく除霜運転時においても省エネルギー化が求められている。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、冷蔵庫において冷却器に付着した霜を融解する除霜運転時の省エネルギー化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵用絞り機構と、前記冷蔵用絞り機構に接続され冷蔵貯蔵室を冷却する冷蔵用冷却器と、冷凍用絞り機構と、前記冷凍用絞り機構に接続され冷凍貯蔵室を冷却する冷凍用冷却器と、前記凝縮器から流出した冷媒を前記冷蔵用絞り機構を介して前記冷蔵用冷却器と前記冷凍用絞り機構を介して前記冷凍用冷却器とに切り換えて流す切替弁とを備えた冷蔵庫において、前記冷凍用冷却器の除霜運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記冷凍用冷却器、前記冷凍用絞り機構、前記切替弁、前記冷蔵用絞り機構、及び前記冷蔵用冷却器に順次流す切替機構を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る冷蔵庫の断面図である。
【図２】図１の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【図３】第１の実施形態の変更例に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【図４】第１の実施形態の他の変更例に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【図６】第２の実施形態の変更例に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
本実施形態に係る冷蔵庫１０は、図１に示すように、外郭を形成する外箱と貯蔵空間を形成する内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体からなる冷蔵庫本体１１を備え、貯蔵空間を断熱仕切壁１２によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間４０とに区画している。
【００１０】
冷蔵空間２０は、さらに仕切壁２１によって上下に区画され、上部空間に複数段の載置棚を設けた冷蔵室２２が設けられ、下部空間に引き出し式の収納容器２５ａを配置する野菜室２４が設けられている。
【００１１】
野菜室２４の下方に配置した冷凍空間４０には、比較的小容積の自動製氷機を備えた製氷室２６と小型冷凍室（不図示）を左右に併設しており、その下方には冷凍室２８が設けられている。
【００１２】
冷蔵室２２の開口部は、冷蔵庫本体１１の一側部の上下に設けられたヒンジにより回動自在に枢支された冷蔵室扉２３により閉塞されている。
【００１３】
野菜室２４、製氷室２６、小型冷凍室及び冷凍室２８の開口部は、引き出し式扉２５，２７，２９により閉塞されている。各引き出し式扉２５，２７，２９の裏面側に固着した左右一対の支持枠に収納容器２５ａ，２７ａ，２９ａが保持されており、開扉動作とともに庫外に引き出されるように構成されている。
【００１４】
冷蔵空間２０及び冷凍空間４０のそれぞれの背面には、冷蔵用冷却器５２及び冷凍用冷却器５３と送風ファン５４、５５がそれぞれ配設されている。冷蔵用冷却器５２で生成された冷気は、送風ファン５４の回転によってダクト３２を介して冷蔵室２２及び野菜室２４に導入されることで冷蔵空間２０を所定温度に冷却する。冷凍用冷却器５３で生成された冷気は、送風ファン５５の回転駆動によって吹出口４２より製氷室２６、小型冷凍室及び冷凍室２８に導入されることで冷凍空間４０を所定温度に冷却する。そして、冷蔵空間２０及び冷凍空間４０を冷却し終えた冷気は、再び冷却器５２，５３に戻され冷却される。
【００１５】
冷蔵室２２の背面には、冷蔵室２２の庫内温度を測定するための冷蔵室温度センサ３４が設けられ、冷凍室２８の背面には、冷凍室２８の庫内温度を測定するための冷凍室温度センサ３６が設けられている。また、冷凍用冷却器５３の上方には、冷凍用冷却器５３の温度を検知し、冷凍用冷却器５３の除霜運転を終了するタイミングを検知するための除霜センサ５１が設けられている（図２参照）。
【００１６】
冷蔵用冷却器５２及び冷凍用冷却器５３は、インバータによる周波数変換などで能力可変式の圧縮機５６から吐出される冷媒を、冷凍サイクル５０により交互に導いて冷却される。
【００１７】
冷凍サイクル５０は、図２に示すように、高温高圧の冷媒ガスを吐出する圧縮機５６と、圧縮機５６の吐出口５６ａに接続された切替機構７０と、切替機構７０を介して圧縮機５６から吐出された冷媒ガスを受けて放熱液化する凝縮器５８と、凝縮器５８の出口側に設けられて冷媒流路を切り替える切替弁６０と、冷蔵用冷却器５２及び冷凍用冷却器５３と、これら冷却器５２，５３のための冷蔵用絞り機構６２及び冷凍用絞り機構６４とを備え、これらを配管で接続して構成される。
【００１８】
切替機構７０は、冷蔵空間２０や冷凍空間４０を冷却する冷却運転と、冷凍用冷却器５３の除霜運転とを切り替えるものであり、本実施形態では、例えば、２つの三方弁７２，７４から構成されている。
【００１９】
この切替機構７０は、冷蔵空間２０や冷凍空間４０を冷却する冷却運転時に、圧縮機５６の吐出口５６ａと凝縮器５８とを連通するとともに、圧縮機５６の吸込口５６ｂと冷凍用冷却器５３とを連通する。これにより、図２において矢符Ｒで示すように、圧縮機５６から吐出された高温高圧の冷媒ガスを凝縮器５８に導入し、三方弁６０，冷蔵用絞り機構６２及び冷凍用冷却器５３を順次流れた冷媒を吸込口５６ｂから圧縮機５６へ取り込む。
【００２０】
また、切替機構７０は、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に、圧縮機５６の吐出口５６ａと冷凍用冷却器５３とを連通する。これにより、図２において矢符Ａで示すように、圧縮機５６から吐出された高温高圧の冷媒ガスを冷凍用冷却器５３に導入する。
【００２１】
切替弁６０は、第１出入口６０ａ、第２出入口６０ｂ、第３出入口６０ｃを有する三方弁であり、第１出入口６０ａに凝縮器５８が接続され、第２出入口６０ｂに冷蔵用絞り機構６２及び冷蔵用冷却器５２を備えた冷蔵側回路が接続され、第３出入口６０ｃに冷凍用絞り機構６４及び冷凍用冷却器５３を備えた冷凍側回路が接続されている。
【００２２】
切替弁６０は、第２出入口６０ｂ及び第３出入口６０ｃを切り換えて第１出入口６０ａに連通させることで凝縮器５８により放熱液化された冷媒を冷蔵側回路及び冷凍側回路へ切り替えて流したり、冷蔵側回路及び冷凍側回路への冷媒供給を遮断したりする。
【００２３】
また、切替弁６０は、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に第２出入口６０ｂと第３出入口６０ｃとを連通させて、圧縮機５６から吐出された後に冷凍用冷却器５３と冷凍用絞り機構６４とを順次流れた冷媒を冷蔵側回路に供給する。
【００２４】
冷蔵用冷却器５２の出口側に接続された配管は、切替機構７０から圧縮機５６の吸込口５６ｂに接続された配管と合流しており、冷蔵側回路を流れた冷媒が切替機構７０からの冷媒とともに吸込口５６ｂより圧縮機５６に戻されるように構成されている。
【００２５】
このような冷蔵庫１０は、冷蔵空間２０や冷凍空間４０を冷却する冷却運転時に、圧縮機５６から吐出された冷媒が凝縮器５８を介して冷蔵側回路へ流れる冷蔵モードと冷凍用回路へ流れる冷凍モードとを切り替えて運転する。そして、冷蔵モードの運転時に送風ファン５４を回転させることで冷蔵空間２０を冷却し、冷凍モードの運転時に送風ファン５５を回転させることで冷凍空間４０を冷却する。
【００２６】
また、上記構成の冷蔵庫１０では、例えば、前回の除霜が終了した時点から冷凍モードを実行した時間の積算値が所定時間に到達した場合等、所定の除霜開始条件が満たされると、冷却運転を終了して冷凍用冷却器５３の除霜運転を開始する。
【００２７】
詳細には、冷蔵庫１０は、冷凍用冷却器５３の除霜運転を開始する場合、まず、圧縮機５６の吐出口５６ａと冷凍用冷却器５３とを連通するように切替機構７０を構成する２つの三方弁７２，７４の開閉を制御する。また、冷蔵庫１０は、切替弁６０の第２出入口６０ｂと第３出入口６０ｃを連通するように切替弁６０を制御する。
【００２８】
上記のような切替機構７０及び切替弁６０の制御によって、図２において矢符Ａで示すように、圧縮機５６から吐出された高温高圧の冷媒ガスを、冷凍用冷却器５３、冷凍用絞り機構６４、切替弁６０、冷蔵用絞り機構６２、及び冷蔵用冷却器５２に順次流し、冷蔵用冷却器５２を流れた冷媒を吸込口５６ｂから圧縮機５６へ取り込むことで冷凍サイクル５０内を循環させる。
【００２９】
このように冷凍サイクル５０内を冷媒が循環することで、圧縮機５６の吐出口５６ａから吐出された高温高圧の冷媒ガスは、冷凍用冷却器５３と熱交換して放熱液化しながら冷凍用冷却器５３を加熱して除霜する。冷凍用冷却器５３から流出した冷媒は、冷凍用絞り機構６４及び冷蔵用絞り機構６２で減圧された後、冷蔵用冷却器５２で蒸発することで冷蔵用冷却器５２を低温化させる。そして、冷蔵用冷却器５２で蒸発気化した冷媒は吸込口５６ｂから圧縮機５６に戻る。
【００３０】
以上のように本実施形態では、冷蔵用冷却器５２を冷却するための排熱を冷凍用冷却器５３の除霜運転に利用するため、冷凍用冷却器５３の除霜運転に必要なエネルギーによって、冷凍用冷却器５３の除霜運転だけでなく冷蔵空間２０の冷却運転も実行することができ、除霜運転によるエネルギーのロスを減らすことができる。よって、本実施形態の冷蔵庫１０では、冷凍用冷却器５３に付着した霜を融解する除霜運転時の省エネルギー化を図ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、凝縮器５８から流出した冷媒の流路を切り替える切替弁６０や、冷却運転と除霜運転とを切り替える切替機構７０を三方弁で構成したが、例えば、図３に示すように、切替弁６０及び切替機構７０を複数の二方弁７６で構成したり、あるいは、図４に示すように、切替機構７０を四方弁７８で構成してもよい。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
第２の実施形態は、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に冷凍用絞り機構６４から流出した冷媒を切替弁６０が凝縮器５８と冷蔵側回路とに切り換えて流す点で、上記した第１の実施形態と相違する。
【００３４】
詳細には、切替弁６０は、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に、圧縮機５６から吐出された後に冷凍用冷却器５３と冷凍用絞り機構６４とを順次流れた冷媒を、冷蔵側回路と凝縮器５８に対して交互にあるいは双方同時に供給するように流路を切り替えるものであり、この例では、流路の切り替えとともに、冷媒流量を絞り制御できる流量絞り機能付きの三方弁が用いられている。なお、このような三方弁自体は公知であり、例えば特開２００７−１１３８９４号公報に開示ものを用いることができる。本例では、冷凍用絞り機構６４から凝縮器５８への冷媒流量が可変のものを用いる。
【００３５】
そして、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に、冷蔵室温度センサ３４で検出された冷蔵室２２の庫内温度が所定温度（例えば、０℃）以下の場合、第１出入口６０ａと第３出入口６０ｃとを連通するように切替弁６０を切り替えるとともに、圧縮機５６の吸込口５６ｂと凝縮器５８とを連通するように切替機構７０を構成する２つの三方弁７２，７４の開閉を制御することで、図５において矢符Ｂで示すように、圧縮機５６の吐出口５６ａから吐出された後に冷凍用冷却器５３及び冷凍用絞り機構６４を順次流れた冷媒を凝縮器５８へ導入し、切替機構７０を介して圧縮機５６の吸込口５６ｂに戻す。
【００３６】
また、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に、冷蔵室温度センサ３４で検出された冷蔵室２２の庫内温度が所定温度（例えば、４℃）以上の場合、第２出入口６０ｂと第３出入口６０ｃとを連通するように切替弁６０を切り替えるとともに、圧縮機５６の吸込口５６ｂと凝縮器５８とを遮断するように切替機構７０を構成する２つの三方弁７２，７４の開閉を制御することで、図２において矢符Ａで示すように、圧縮機５６の吐出口５６ａから吐出された後に冷凍用冷却器５３及び冷凍用絞り機構６４を順次流れた冷媒を冷蔵側回路へ導入し、切替機構７０を介して圧縮機５６の吸込口５６ｂに戻す。
【００３７】
このように冷凍用冷却器５３の除霜運転時に冷蔵空間２０の温度に応じて切替弁６０が冷凍用絞り機構６４から流出した冷媒を凝縮器５８と冷蔵側回路とに切り換えて流すことにより、冷凍用冷却器５３の除霜運転によって冷蔵空間２０が過度に冷却されることを防止しつつ、必要に応じて冷蔵空間２０内を冷却することができる。
【００３８】
なお、上記した第２の実施形態では、冷凍用冷却器５３の除霜運転時に冷凍用絞り機構６４から流出した冷媒を切替弁６０が凝縮器５８と冷蔵側回路とに切り換えて流すように構成したが、例えば、図６において矢符Ｃで示すように、切替弁６０が凝縮器５８と冷蔵側回路の双方同時に冷媒を供給するように冷凍用絞り機構６４から流出した冷媒を分流してもよく、その際、切替弁６０が冷凍用絞り機構６４から凝縮器５８への冷媒流量を調節することで冷蔵側回路及び凝縮器５８への冷媒流量の分配比率を制御してもよい。
【００３９】
このように切替弁６０が冷凍用絞り機構６４から流出した冷媒を凝縮器５８と冷蔵側回路の双方へ分流することで、冷凍用冷却器５３の除霜運転時の冷蔵空間２０の温度をより正確に制御することができる。なお、その他の構成及び作用効果は第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００４０】
また、上記した実施形態は、いずれも例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…冷蔵庫            ２０…冷蔵空間          ２２…冷蔵室
２４…野菜室            ２６…製氷室            ２８…冷凍室
３４…冷蔵室温度センサ  ３６…冷凍室温度センサ  ４０…冷凍空間
５０…冷凍サイクル      ５１…除霜センサ        ５２…冷蔵用冷却器
５３…冷凍用冷却器      ５４…送風ファン        ５５…送風ファン
５６…圧縮機            ５６ａ…吐出口          ５６ｂ…吸込口
５８…凝縮器            ６０…切替弁            ６０ａ…第１出入口
６０ｂ…第２出入口      ６０ｃ…第３出入口      ６２…冷蔵用絞り機構
６４…冷凍用絞り機構    ７０…切替機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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